KR20000070255A - Process and device for monitoring an endless driving belt of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
내연기관의 무단 구동 벨트(6)의 바람직하지 못한 신장을 모니터링하기 위해서, 크랭크 샤프트(8)에 대한 샤프트(5)의 위상에 따라 연료 분사의 시간(tDkorr)이 결정되어, 심지어 샤프트(5, 8)가 서로에 대해서 비틀려 있어도 필요한 공칭 연료량이 분사된다.In order to monitor the undesirable elongation of the endless drive belt 6 of the internal combustion engine, the time tD korr of the fuel injection is determined according to the phase of the shaft 5 with respect to the crankshaft 8, even the shaft 5. , 8) is injected even if the nominal fuel amount required is twisted with respect to each other.
Description
이와 같은 종류의 방법은 DE 195 03 457 C1호에 개시되어 있다. 크랭크 샤프트측의 체인 휠과 캠 샤프트측의 체인 휠의 상대적인 위상과 관련된 비접촉식 신호부들이 대향하면서 상기 양쪽 체인 휠상에 장치되는 자동차 엔진의 타이밍 체인이 마모되는 것을 모니터링하기 위해서, 내연기관의 구동 중 실질적으로 결정되는 실제 위상을 소정의 목표값과 비교하여 오차가 있을 경우 체인 신장을 경고하는 신호를 출력시키도록 제안하고 있다.A method of this kind is disclosed in DE 195 03 457 C1. Substantially during operation of the internal combustion engine, in order to monitor the wear of the timing chains of the automobile engines mounted on both chain wheels while the non-contact signal parts associated with the relative phases of the chain wheels on the crankshaft side and the chain wheels on the camshaft face. It is proposed to output a signal to warn the chain extension when there is an error by comparing the actual phase determined by the predetermined target value.
이러한 방법으로, 균일한 체인의 신장과 각각의 체인 링크의 손상으로 인한 신장에 대한 타이밍 체인의 마모가 적시에 감지된다. 조심스러우면서도 불필요한 체인의 수리를 피하고, 더욱이 실제로 필요한 경우에만 타이밍 체인이 교환된다. 타이밍 체인의 신장으로 인해 일어날 수 있는 엔진 구동에 대한 작용은 취급되지 않았다.In this way, the wear of the timing chain to uniform chain elongation and elongation due to damage to each chain link is detected in a timely manner. Avoid cautious and unnecessary repair of the chain and, moreover, only change the timing chain when it is really needed. Actions on engine drive that may occur due to elongation of the timing chain are not handled.
상기와 같은 타이밍 체인의 신장과는 별도로, 크랭크 샤프트의 의해 구동되고 상기 샤프트 건너편에 위치한 캠 샤프트에서 상대적인 위상 변화가 제어되는 장치를 거치도록 한 내연기관의 경우, 내연기관의 각각의 실린더에서 분사되는 연료량이 제어기에 의해 결정되도록 하는 예가 DE 44 12 020 C2호에 개시되어 있다.Apart from the elongation of the timing chain as described above, in the case of an internal combustion engine driven by a crankshaft and subjected to a device in which a relative phase change is controlled in a camshaft located across the shaft, it is injected from each cylinder of the internal combustion engine. An example in which the fuel amount is determined by the controller is disclosed in DE 44 12 020 C2.
조정 가능한 캠 샤프트의 각위치를 감지하기 위한 방법 및 캠 샤프트 조정 장치는 DE 44 40 656 C2에 개시되어 있는데, 엔진 시동시 소정의 실린더 점화 순서에서 제1 점화 실린더가 결정되어 캠 샤프트의 각위치가 감지되고 산출됨으로써, 이와 같은 정보가 분사 요인 및 연료 제어 변수를 결정하기 위한 엔진 제어에 사용 내지 전달되도록 하고 있다.A method for detecting the angular position of an adjustable camshaft and a camshaft adjustment device is disclosed in DE 44 40 656 C2, wherein the first ignition cylinder is determined in a predetermined cylinder ignition sequence at engine start-up, so that the angular position of the camshaft is adjusted. By being sensed and calculated, such information is used or communicated to the engine control to determine injection factors and fuel control parameters.
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 내연기관의 무단 구동 벨트를 모니터링하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for monitoring an endless drive belt of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
도1은 개략적인 시스템을 도시한 도면.1 shows a schematic system;
도2는 시간의 경과에 따른 개략적인 다이어그램.2 is a schematic diagram over time.
본 발명의 목적은, 내연 기관의 무단 구동 벨트의 신장에 따라 엔진 구동에 대해서 조정 가능하지만 원치않는 작용을 바로 피할 수 있는 상기와 같은 종류의 방법 및 장치를 마련하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus of the kind as described above which can be adjusted for the engine drive according to the elongation of the endless drive belt of the internal combustion engine, but which can immediately avoid unwanted actions.
이를 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 방법에 의해 달성되는데, 실질적으로는 무단 구동 벨트에서 연장되지 않은 상태로부터 시작하여 내연기관 내에 배치된 제어기에서 검출된 센서 신호 중 적어도 하나에 따른, 연료 측정 장치를 위한 연산 모듈부의 데이터 값이 특성 곡선으로부터 산출됨으로써, 이와 같은 데이터 값은 특성 곡선의 함수값에 의해 하나의 목표 함수 관계값을 내연기관의 가속 변경 제어 장치에 제공하는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 내연기관의 특성 곡선의 함수값에 따른 구동점에 대하여 연료 측정 장치가 데이터 값에 따라 공칭 연료량을 나타내면서 작동된다.In order to solve this, the object of the present invention is achieved by the method according to claim 1, which substantially depends on at least one of the sensor signals detected at the controller disposed in the internal combustion engine, starting from an unextended state in the endless drive belt. By calculating the data value of the calculation module unit for the fuel measuring device from the characteristic curve, such data value provides one target function relation value to the acceleration change control device of the internal combustion engine by the function value of the characteristic curve. do. As a result, the fuel measuring device is operated while showing the nominal fuel amount according to the data value for the driving point according to the function value of the characteristic curve of the internal combustion engine.
또한, 위상 신호에 따른 제어기의 또 다른 연산 모듈부에서 상기와 같은 데이터 값에 대한 보정값은 이 데이터 값을 오버레이(overlay)시킴으로써 하나의 보정되는 값이 형성된다. 이로인해, 목표 데이터 값이 기억되고 구동 벨트의 신장이 나타날 경우, 원하는 엔진 구동과 편차가 생길 수도 있고 조정이 가능한 가상 연료량은 최적 엔진 구동을 위해 배출되는 공칭 연료량의 값으로 보정된다. 본 발명에 따른 방법은, 연료 분사와 가속 변경 제어 사이의 관계에서 무단 구동 벨트의 신장으로 인해 일어나는 보정 오차를 제거할 수 있다. 본 발명은 자동 점화 및 그외의 점화 방식의 내연기관에 사용할 수 있고, 또한 무단 구동 벨트의 부류와 상관없이 독자적으로 사용될 수도 있다. 장점으로는 본 발명의 방법이 자동 점화 및 직접 분사 방식의 내연기관, 특히 캠 샤프트에 의해 작동되고 동시에 가속 변경 제어 장치를 작동시키는 펌프 노즐 부재가 설치된 그러한 내연기관에서 사용될 수 있다. 본 발명의 방법은, 또한 내연기관의 모든 실린더가 무단 구동 벨트에 의해서 공동의 분사 펌프를 작동시킬 경우, 즉 적어도 3개의 휠이 구동할 때 사용할 수 있는 장점이 있다.In addition, in another calculation module unit of the controller according to the phase signal, a correction value for the data value as described above is formed by overlaying the data value. As a result, when the target data value is stored and the drive belt elongates, there may be deviations from the desired engine drive and the adjustable virtual fuel amount is corrected to the value of the nominal fuel amount discharged for optimum engine drive. The method according to the invention can eliminate the correction error caused by the elongation of the endless drive belt in the relationship between fuel injection and acceleration change control. The present invention can be used for automatic ignition and other ignition internal combustion engines, and can also be used independently of the class of the endless drive belt. Advantageously, the method of the present invention can be used in internal combustion engines of automatic ignition and direct injection, in particular in such internal combustion engines which are equipped with pump nozzle members which are operated by camshafts and simultaneously operate acceleration change control devices. The method of the invention also has the advantage that all cylinders of the internal combustion engine can be used when the common injection pump is operated by an endless drive belt, ie when at least three wheels are driven.
청구항 1에 따른 방법에 의한 내연기관의 무단 구동 벨트를 모니터링하는 장치에 대해서는 청구항 5에 기재되어 있다.An apparatus for monitoring an endless drive belt of an internal combustion engine by the method according to claim 1 is described in claim 5.
본 발명의 구성상 장점은 종속항에 기재되어 있다. 바람직하게는, 데이터 값이 연료 분사 개시 및 시간을 위한 형태로 산출된다. 특히, 본 발명의 방법은 연료 분사 개시를 위한 데이터 값을 기억하면서 연료 분사 시간을 위한 보정값만이 형성되면 간단히 실행될 수 있다. 또한, 바람직하게는 가상 연료량은 제어기에서 연산 법칙에 의해 결정되고, 공칭 연료량과의 비교로부터 산출된 편차량에 의해서 상기 연료 분사 시간에 대한 보정값이 결정된다. 이로써, 본 방법의 장점으로는 소정의 보정값이 산출될 수 있는 현재의 신호를 파악할 수 있고, 이로써 소모적인 방법으로 검출되는 특성 곡선의 교정된 데이터 값을 판독하는 일은 불필요하다.The constructional advantages of the invention are described in the dependent claims. Preferably, the data values are calculated in the form for fuel injection start and time. In particular, the method of the present invention can be executed simply if only a correction value for fuel injection time is formed while storing the data value for starting fuel injection. Further, the virtual fuel amount is preferably determined by a calculation rule in the controller, and the correction value for the fuel injection time is determined by the deviation amount calculated from the comparison with the nominal fuel amount. Thus, an advantage of the present method is that it is possible to grasp the current signal from which a predetermined correction value can be calculated, thereby eliminating the need to read the corrected data value of the characteristic curve detected in a wasteful manner.
본 발명의 또 다른 장점 및 특징은 실시예의 도면을 근거로 하여 이하에서 좀 더 상세히 설명된다.Further advantages and features of the present invention are described in more detail below on the basis of the drawings of the embodiments.
내연기관(1)에는 실린더(1)와, 여러 종류의 캠(3, 4)이 설치되고 회전 가능하게 지지된 샤프트(5)가 마련되어 있고, 상기 샤프트는 크랭크 하우징(7) 내에서 회전 가능하게 지지된 크랭크 샤프트(8)에 의해서 무단 구동 벨트(6)를 거쳐 구동된다.The internal combustion engine 1 is provided with a cylinder 1 and a shaft 5 on which various kinds of cams 3 and 4 are installed and rotatably supported, which shaft is rotatable in the crank housing 7. It is driven via the endless drive belt 6 by the supported crankshaft 8.
예를 들어 여기서 벨트 구동부로서 형성된 무단 구동 벨트(6)는 샤프트(5, 8)를 결착 배치시킨 휠(9, 10)에 의해서 구동된다.For example, the endless drive belt 6 formed here as a belt drive is driven by the wheels 9 and 10 in which the shafts 5 and 8 are engaged.
크랭크 샤프트(8)는 로드(11)에 의해서 실린더(12) 내에서 전후방 이동을 할 수 있는 피스톤(13)과 연결되어 있다.The crankshaft 8 is connected to the piston 13 which can move back and forth in the cylinder 12 by the rod 11.
실린더(12)의 상부에는 하나의 연소실(14)이 형성되어 있고, 상기 연소실에는 이동 밸브로서 형성된 가속 변경 제어 장치(15) 그리고 연료 측정 장치(16)의 일부로서 형성된 연료용 분사 노즐(17)이 배치되어 있다. 또한, 연료 측정 장치(16)에는 펌프(18) 및 전자기식 밸브(19) 그리고 펌프(18)에 의해서 이송되어 농축시킨 연료를 분사 노즐(17)로 유인하는 튜브(20)가 마련되어 있다.One combustion chamber 14 is formed in the upper part of the cylinder 12, and the fuel injection nozzle 17 formed as a part of the acceleration change control apparatus 15 and the fuel measuring device 16 formed as a movement valve in the combustion chamber. This is arranged. In addition, the fuel measuring device 16 is provided with a pump 18, an electromagnetic valve 19, and a tube 20 that draws the fuel concentrated and conveyed by the pump 18 to the injection nozzle 17.
휠(9) 및 휠(10)에는 각각 신호(S9 내지 S10)를 출력하는 센서(30 내지 31)가 배치되어 있고, 이러한 신호들은 좀 더 설명될 수 있는 연산 모듈부를 제공하는 참조 부호 32로 도시한 제어기로 유입된다. 이와 같은 연산 모듈부(33)는 예를 들어 신호(S10), 부하 신호(L), 온도 신호(T) 내지 데이터 값(tS 및 tD)과 같은 복수의 입력 변수를 근거로 하여 특성 곡선(KF)으로부터 결정된다. tD 값이 짧은 지속기, 즉 실질적인 연료 분사 시간에 나타나는 반면에 상기와 같은 입력 변수는 개시점, 즉 실질적인 연료 분사의 개시를 분사 노즐(17)에 의해서 tS 값의 형태로 결정한다.The wheels 9 and 10 are arranged with sensors 30 to 31 for outputting signals S9 to S10, respectively, which are shown by reference numeral 32 which provides a calculation module section which can be explained further. Flows into a controller. Such a calculation module unit 33 has a characteristic curve KF based on a plurality of input variables such as, for example, a signal S10, a load signal L, a temperature signal T to a data value tS and tD. Is determined from While the tD value appears in a short duration, i.e., the actual fuel injection time, the above input variable determines the starting point, i.e. the start of the actual fuel injection, in the form of the tS value by the injection nozzle 17.
샤프트(5)가 크랭크 샤프트(8) 구동상 무단 구동 벨트(6)를 거쳐 캠(3 내지 4)과 견고하게 연결되고, 상기 크랭크 샤프트가 그 회전에 의해서 피스톤 및 그 이동에 대하여 상기 크랭크 샤프트와 관련된 목표 함수 관계값을 다시 결정할 때에, 내연기관(1)의 구동에서 상기와 같은 데이터 값(tS, tD)은 가속 변경 제어 장치(15) 및 연료 측정 장치(16)에 대하여 특성 곡선의 목표 함수 관계값을 제공한다.The shaft 5 is firmly connected to the cams 3 to 4 via an endless drive belt 6 on the driving of the crank shaft 8, and the crank shaft is rotated with the crank shaft with respect to the piston and its movement by the rotation thereof. In re-determining the associated target function relationship value, the data values tS, tD as described above in the drive of the internal combustion engine 1 are the target function of the characteristic curve for the acceleration change control device 15 and the fuel measuring device 16. Provide a relationship value.
이와 같은 시간 연속의 목표 함수 관계값은 도2를 근거로 하여 설명된다. 이는 시간 t에 대한 캠(3)의 이동 곡선(H)을 상기 함수 관계를 나타내는 도면 상부에 도시하는 것인데, 시간 대신에 크랭크각에 대해서도 나타낼 수 있다. 도면 하부 영역에는 이동 캠으로서도 도시될 수 있는 캠(3)이 시간 t에 대한 속도 특성 곡선(V)으로 나타난다. 전체 삼각형 이동 곡선은 A, B 및 C로 도시된 것을 알 수 있다. 무엇보다도 신호(S10)에 따라서 정해진 특성 곡선 영역에서 한 쌍의 데이터 값(tS 및 tD)이 연산 모듈부(33)로부터 판독되어 전자기 밸브(19)로 유입된다. 시점 tS에서 전자기 밸브(19)가 개방되어 연료 분사가 개시됨으로써, 배출되는 연료량은 시간 tD를 통해 결정된다. 즉, 시점 tE에 대한 연료 분사의 종료는 시점 tS에 대한 개시점 및 시간 tD를 통해 결정된다. 이로써, 연료(MKS)의 분사량은 곡선 부호 A1, A2, B, C2, C1을 통해 결정된다. 즉, 상기 분사량은 상기 곡선 부호를 통해 결정되는 면적에 준한다. 도2의 수직선 OT는 내연기관(1)의 일정 영역에서 피스톤(13)의 상사점의 시점을 도시하고 있다.Such a target function relation value of time continuation is explained based on FIG. This shows the movement curve H of the cam 3 with respect to time t in the upper part of the figure showing the above functional relationship, but can also be shown for the crank angle instead of time. In the lower region of the figure, a cam 3, which can also be shown as a moving cam, is represented by a speed characteristic curve V over time t. It can be seen that the entire triangular shift curve is shown as A, B and C. First of all, a pair of data values tS and tD are read from the calculation module unit 33 and flowed into the electromagnetic valve 19 in the characteristic curve region determined in accordance with the signal S10. By opening the electromagnetic valve 19 at the time point tS and starting fuel injection, the amount of fuel discharged is determined through the time tD. That is, the end of fuel injection for time tE is determined through the starting point and time tD for time tS. In this way, the injection amount of the fuel MKS is determined through curve symbols A 1 , A 2 , B, C 2 , and C 1 . That is, the injection amount corresponds to the area determined through the curve sign. The vertical line OT in FIG. 2 shows the viewpoint of the top dead center of the piston 13 in a certain region of the internal combustion engine 1.
또 다른 연산 모듈부(34)에는 내연기관의 구동시 일정한 신호(S9 및 S10)가 유입된다. 이러한 연산 모듈부에는 양쪽의 서로 대향한 샤프트(5 및 8)의 상대적 위상에 대한 목표값이 놓여 있다. 내연기관(1) 구동 중 무단 구동 벨트의 예기치 않은 신장이 일어나면, 그에 따라 상기와 같은 양쪽 샤프트(5, 8)의 상대적 위치가 서로에 대해 변경된다. 이런 상대적 위치는 "조기" 방향으로 삼각형 ABC의 이동을 일으키게 함으로써, 도2에 따른 속도 특성 곡선이 곡선 부호 A', B', C'를 따라 조정된다.In another operation module 34, constant signals S9 and S10 are introduced when the internal combustion engine is driven. In this calculation module part lies a target value for the relative phase of the shafts 5 and 8 opposite to each other. If an unexpected extension of the endless drive belt occurs during driving of the internal combustion engine 1, the relative positions of both shafts 5, 8 as described above are changed relative to each other. This relative position causes the movement of the triangle ABC in the "early" direction, whereby the velocity characteristic curves according to Figure 2 are adjusted along curve symbols A ', B', C '.
이러한 이동으로 인해 예기치 않은 연료량(MKS)의 변경이 그 밖의 고정 데이터 값(tS 및 tD)에서 조정될 수 있는 것을 쉽게 알 수 있다. 가상 연료량(MKS')은 비대칭 곡선으로 인해 필요한 공칭 연료량(MKS) 보다 더 적다. 다시말해, 예기치 않은 보정 오차가 생길 수도 있다. 이러한 보정 오차를 피하기 위해서 연산 모듈부(34)에 통합되어 있는 비교기는 일정한 신호(S9 및 S10)를 비교하여 목표값과 오차가 발생하면 실질적인 상대적 위상(PHI)에 부합한 보정 신호(KS)를 제어기(32)의 또 다른 연산 모듈부(35)로 출력시킨다. 이러한 연산 모듈부(35)는 연산 모듈부(33)의 특성 곡선(KF)로부터 판독된 데이터 값(tS 및 tD)을 유입시킨다. 상기 모듈부에 있는 연산 법칙에 의해서 공칭 연료량(MKS)은 한 쌍의 데이터 값(tS, tD)과, 시간 T에 대한 공지의 곡선(V)을 근거로 하여 산출된다. 또한, 이러한 연산 모듈부(35)에서는 보정 신호(KS)를 기초하여 가상 연료량(MKS')이 산출되고, 이 가상 연료량은 tS 및 tD의 값을 기억하면서 바람직하지 못한 신장에 따라 조정된다.It is easy to see that this shift allows the unexpected change in fuel amount MKS to be adjusted at other fixed data values tS and tD. The virtual fuel amount MKS 'is smaller than the nominal fuel amount MKS required due to the asymmetric curve. In other words, unexpected correction errors may occur. In order to avoid such a correction error, the comparator integrated in the calculation module unit 34 compares constant signals S9 and S10 and, when an error occurs with a target value, obtains a correction signal KS corresponding to the actual relative phase PHI. It is outputted to another calculation module unit 35 of the controller 32. The arithmetic module unit 35 introduces data values tS and tD read from the characteristic curve KF of the arithmetic module unit 33. The nominal fuel amount MKS is calculated on the basis of a pair of data values tS and tD and a known curve V for time T by the calculation law in the module section. In addition, in this calculation module part 35, the virtual fuel amount MKS 'is calculated based on the correction signal KS, and this virtual fuel amount is adjusted according to undesirable elongation, memorizing the values of tS and tD.
MKS 및 MKS'의 산술적 비교를 통해 연료의 오차량이 결정되고, 또한 데이터 값(tD)에 따른 보정값에 의해 오버레이되어, 시점 tS에 대한 연료 분사를 기억하면서 오차량이 조정되도록 연료 분사의 보정 시간(tDkorr)이 조절된다. 본 실시예에서 최고점 B가 B' 방향으로 이동하는 것은 의도된 공칭 연료량(MKS)에 반하여 가상 연료량(MKS')이 감소되는 것을 의미하는데, 데이터 값 tS가 기억될 때 보정 시간(tDkorr)은 tD 보다 더 크다. 분사 시간이 증대됨으로써, 보정 연료량(MKS)이 다시 나타나는 곡선은 연료 분사의 종료(tEkorr)시 코너점 C'2korr및 tDkorr에 의해서 특정된다.Arithmetic comparison of MKS and MKS 'determines the error amount of the fuel, and is also overlaid by the correction value according to the data value tD, correcting the fuel injection so that the error amount is adjusted while storing the fuel injection for the time point tS. The time tD korr is adjusted. In this embodiment, the movement of the peak B in the B 'direction means that the virtual fuel amount MKS' is reduced in contrast to the intended nominal fuel amount MKS, and when the data value tS is stored, the correction time tD korr is greater than tD As the injection time is increased, the curve in which the corrected fuel amount MKS appears again is specified by the corner points C'2 korr and tD korr at the end of fuel injection (tE korr ).
이전 기술된 실시예의 오차에서 물론 데이터 값 tD 대신에 연료 분사 tS의 초기값이 변경될 수 있으며, 마찬가지로 tS 및 tD의 보정값으로부터 연계도 고려해 볼 수 있다. 확실한 이해를 위해 분리 도시된 연산 유닛으로서 펌프(18), 분사 노즐(17), 전자기 밸브(19) 및 튜브(20)는 펌프 노즐 구성 유닛 내에서 통합될 수 있다.Instead of the data value tD, the initial value of the fuel injection tS may of course vary from the error of the previously described embodiment, and likewise a linkage can be considered from the correction values of tS and tD. The pump 18, the spray nozzle 17, the electromagnetic valve 19 and the tube 20 can be integrated in the pump nozzle construction unit as a separately shown computational unit for clarity of understanding.
도2에 재현하는 피스톤 OT와 분사 캠 사이의 관계는 이전에 이미 실시한 바와 같이 내연기관(1)의 일정 구동점에 대한 예를 든 것이다. 특성 곡선에 따르면, 최고점(B)은 시간상 피스톤 OT 내지 상기 시점에 근접해 위치할 수 있다. 조정되는 연료량(MKS)은 최종적인 경우로 하강 측면(B, C 내지 B', C')하에서의 면적에 의해서 결정된다.The relationship between the piston OT and the injection cam reproduced in FIG. 2 is an example of a constant driving point of the internal combustion engine 1 as previously carried out. According to the characteristic curve, the highest point B can be located in time close to the piston OT to the time point. The amount of fuel MKS to be adjusted is determined in the final case by the area under the falling sides B, C to B ', C'.
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